专利名称：脉波检测方法、动脉位置检测方法和脉波检测装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及脉波检测方法、动脉位置检测方法和脉波检测装置，能够检测出稳定的脉波而不依赖操作者的熟练程度，同时，很适合于根据动脉或动脉周围血管流动的血流去检测脉波波形。
背景技术：
作为脉波检测装置之一，有检测桡骨动脉脉波的装置。这种装置是利用压力传感器检测桡骨动脉附近表皮压力的变化，依此来测定脉波。这时，因为是检测加在放置在桡骨动脉表皮上的传感器的压力的变化，所以，为了进行稳定的脉波检测，有必要加上30mmHg至80mmHg的按压力，存在被测者感到有很强的压迫感的问题。
例如，在美国专利No.4951679所公开的发明中，使配置在桡骨动脉附近的压力传感器按压胳膊，进而，使该按压力依次变化，并检测出检测信号振幅最大时的按压力。而且，在该按压力之下进行脉波的检测。这时，可以设定最佳的按压力，能够防止加上不必要的过大的压力，但无论如何，还是要对胳膊施加规定的压力，所以，不能解决强压迫感的问题。
相对于此，作为不必施加强按压力的脉波检测装置，有使用超声波的装置和使用光(红外线、激光等)的装置。使用超声波的反射波的脉波检测装置是将发射超声波的探头放在被测者的胳膊外侧方向，利用该探头接收由动脉血管等反射的超声波来进行脉波的测定。
另一方面，在使用光来检测脉波的脉波检测装置中，例如，从发光二极管向体内送出光，检测其反射光(由皮下组织等反射的光)的光量。这时，从发光二极管发出的光的一部分因被血管内的血红蛋白吸收而使其反射光量与血管内的血液容量有关，作为脉波被检测出来。
但是，在先有的使用超声波的脉波检测装置中，反射波的检测值随发送和接收超声波的探头与血流方向所成的角度的改变而变化。而且，在探头的操作上，使其相对血流方向维持一定的角度不变是相当困难的，难以进行稳定的脉波测定。例如，当将探头放在被测者胳膊的手掌一侧时，只要该探头的位置离开动脉血管几毫米，脉波的检测就困难了。此外，当将探头放在被测者胳膊的手背一侧时，就不能确保脉波检测所必要的信噪比。
此外，使用激光和发光二极管的装置也一样，若对动脉照射光，不能确保脉波检测所必要的信噪比，或是，不能检测出稳定的波形。
此外，以往，脉波波形是根据动脉内部流动的血流等来检测的，若按照东洋传统医学的观点，根据该脉波波形的情况就能够知道身体的状态。但是，由平滑肌等构成的动脉利用脉动将血液供给末梢组织，因动脉本身也是身体的组织，故有必要向那里供给血液。担任该作用的是小动脉。由它来向动脉组织供给血液。因小动脉向动脉本身供给血液，所以，若根据小动脉的血流去检测脉波波形，也能够知道动脉本身的状态。但是，在以往的脉波检测方法中，根据流过动脉内部的血流去检测脉波波形，没有根据小动脉的血流去检测脉波波形。
本发明是鉴于上述情况提出的，其目的在于提供一种脉波检测方法、动脉位置检测方法和脉波检测装置，能够检测出稳定的脉波而不依赖操作者的熟练程度，被测者也不会感到有很强的压迫感，同时，很适合于根据动脉或动脉周围血管流动的血流去检测脉波波形。
发明的公开(1)本发明的脉波检测方法是使用根据流过动脉周围的血管的血流去检测脉波波形的脉波检测器检测脉波的方法，利用上述脉波检测器在多个位置检测脉波波形，检测已利用上述脉波检测器检测出的脉波波形的极性，将在从上述极性反相的位置开始到返回原来极性的位置为止的位置范围内检测出的上述脉波波形作为动脉周围血管的脉波波形检测出来。
若按照本发明，检测在多个位置检测出的动脉周围血管的脉波波形的极性，在从该极性反相的位置开始到返回原来极性的位置为止的位置范围、即在因动脉的压迫而引起的极性反相被确认的位置范围内检测动脉周围血管的脉波波形。因此，能够以高的信噪比从流过包围动脉周围的血管、即小动脉的血流中可靠地检测出脉波波形。
(2)本发明的脉波检测方法使用根据流过动脉周围的血管的血流去检测脉波波形的脉波检测器在多个检测位置上检测脉波波形，检测已利用上述脉波检测器检测出的脉波波形的极性，在从上述极性反相的位置开始到返回原来极性的位置为止的位置范围内，检测位于上述动脉周围的血管的大致中央部位的上述动脉的脉波。
若按照本发明，检测在多个位置检测出的动脉周围血管的脉波波形的极性，在从该极性反相的位置开始到返回原来极性的位置为止的位置范围、即在因动脉的压迫而引起的极性反相被确认的位置范围内检测动脉周围血管的大致中央部位的动脉脉波波形。因此，能够比较确实地在特定的位置上检测出动脉的脉波，故能够以高的信噪比从动脉中可靠地检测出脉波波形。
(3)本发明的动脉位置检测方法是使用根据流过动脉周围血管的血流检测脉波波形的脉波检测器检测上述动脉位置的方法，利用上述脉波检测器在多个位置检测脉波波形，检测已利用上述脉波检测装置检测出的脉波波形的极性，在从上述极性反相或处于反相过程中的位置开始到返回原来极性的位置为止的位置范围内检测上述动脉的存在。
若按照本发明，检测在多个位置检测出的动脉周围血管的脉波波形的极性，在从该极性反相或处于反相过程中的位置开始到返回原来极性的位置为止的位置范围、即在因动脉的压迫而引起的极性反相或处于该过程中的事实被确认的位置范围内检测动脉的存在。因此，能够可靠地检测出位于接近动脉且包围其周围的小动脉的大致中央部位的动脉的位置。
(4)本发明的脉波检测装置包括在多个位置上从身体的检测部位检测动脉周围血管的脉波波形的脉波检测器和显示上述脉波波形的脉波波形显示装置。
若按照本发明，能够通过脉波波形显示装置监视利用脉波检测器检测出的多个位置上的动脉周围血管的脉波波形。因此，通过识别脉波波形的极性反相就能够容易地接近动脉周围的小动脉中检测出脉波波形。
(5)本发明的脉波检测装置包括在多个位置上从身体的检测部位检测动脉周围血管的脉波波形的脉波检测器、检测从上述脉波检测装置输出的脉波波形的极性的极性检测装置和通知上述极性检测装置的检测结果的通知装置。
若按照本发明，对于利用脉波检测器检测出的多个位置上的动脉周围血管的脉波波形，能够通过通知装置监视由极性检测装置检测出的极性。因此，容易识别脉波波形的极性反相，能够从接近动脉周围的小动脉中可靠地检测出脉波波形。
(6)在上述脉波检测装置中，最好进而具有位置变更装置，改变上述脉波检测装置和上述检测部位的相对位置。
若按照本发明，通过使用位置变更装置去改变上述脉波检测装置和上述检测部位的相对位置，能够容易地在多个位置上检测出动脉周围血管的脉波波形。
(7)在上述脉波检测装置中，上述位置变更装置最好是在从利用上述极性检测装置检测出的极性反相的位置开始到返回原来极性的位置为止的位置范围改变上述脉波检测器和上述检测部位的相对位置。
若按照本发明，位置变更装置在从该极性反相的位置开始到返回原来极性的位置为止的位置范围、即在因动脉的压迫而引起的极性反相被确认的位置范围内改变上述脉波检测器和上述检测部位的相对位置。因此，脉波检测装置能够以高的信噪比从流过包围动脉周围的血管、即小动脉的血流中可靠地检测出脉波波形。
(8)在上述脉波检测装置中，最好具有体动除去装置，从利用上述脉波检测器检测出的脉波波形中除去因体动引起的成分并生成体动除去脉波波形，上述极性检测装置最好根据上述体动除去脉波波形检测极性。
若按照本发明，利用体动除去装置从脉波波形中除去因体动引起的成分而得到体动除去脉波波形，极性检测装置据此检测出极性。因此，极性检测装置在体动存在的情况下也能够正确地检测出极性。
(9)本发明的脉波检测装置包括在多个位置上从身体的检测部位检测动脉周围血管的脉波波形的脉波检测器、检测从上述脉波检测器输出的脉波波形的极性的极性检测装置、检测从上述脉波检测器输出的脉波波形的振幅的振幅检测装置和通知上述极性检测装置的检测结果及上述振幅检测装置的检测结果的通知装置。
若按照本发明，对于利用脉波检测器检测出的多个位置上的动脉周围血管的脉波波形，能够通过通知装置监视由极性检测装置检测出的极性和由振幅检测装置检测出的振幅。因此，容易识别脉波波形的极性反相和振幅变化，能够以高的信噪比从接近动脉周围的小动脉中可靠地检测出脉波波形。
(10)本发明的脉波检测装置包括在多个位置上从身体的检测部位检测动脉周围血管的脉波波形的脉波检测器、检测从上述脉波检测器输出的脉波波形的极性的极性检测装置和改变上述脉波检测器和上述检测部位的相对位置使上述脉波检测器位于从利用上述极性检测器检测出的极性反相的位置开始到返回原来极性的位置为止的位置范围的大致中央部位的位置变更装置。
若按照本发明，对于利用脉波检测器检测出的多个位置上的动脉周围血管的脉波波形，根据极性检测装置检测出的极性，位置变更装置改变脉波检测器和检测部位的相对位置，使上述脉波检测器位于从该极性反相的位置开始到返回原来极性的位置为止的位置范围、即因动脉的压迫而引起的极性反相被确认的位置范围的中央部位。因此，脉波检测装置能够以高的信噪比从流过包围动脉周围的血管、即小动脉的血流中可靠地检测出脉波波形。
(11)本发明的脉波检测装置包括在多个位置上从身体的检测部位检测动脉周围血管的脉波波形的脉波检测器、检测从上述脉波检测器输出的脉波波形的极性的极性检测装置、检测从上述脉波检测器输出的脉波波形的振幅的振幅检测装置和改变上述脉波检测器和上述检测部位的相对位置、使上述脉波检测器位于从利用上述极性检测器检测出的极性反相的位置开始到返回原来极性的位置为止的位置范围内、且使上述振幅检测装置检测出的振幅接近最大的位置变更装置。
若按照本发明，对于利用脉波检测器检测出的多个位置上的动脉周围血管的脉波波形，根据极性检测装置检测出的极性，位置变更装置改变脉波检测器和检测部位的相对位置，使上述脉波检测器位于从该极性反相的位置开始到返回原来极性的位置为止的位置范围、即因动脉的压迫而引起的极性反相被确认的位置范围内，且使上述振幅检测装置检测出的振幅最大。因此，脉波检测装置能够以高的信噪比从流过包围动脉周围的血管、即小动脉的血流中可靠地检测出脉波波形。
(12)在上述脉波检测装置中，最好具有体动除去装置，从利用上述脉波检测装置检测出的脉波波形中除去因体动引起的成分并生成体动除去脉波波形，上述极性检测装置最好根据上述体动除去脉波波形检测极性，上述振幅检测装置最好根据上述体动除去脉波波形检测振幅。
若按照本发明，利用体动除去装置从脉波波形中除去因体动引起的成分而得到体动除去脉波波形，极性检测装置据此检测出极性，振幅检测装置据此检测出振幅。因此，即使在体动存在的情况下，极性检测装置也能够正确地检测出极性，振幅检测装置也能够正确地检测出振幅。
(13)在上述脉波检测装置中，上述体动除去装置最好具有检测上述身体的体动的体动检测部；对上述体动检测部检测出的体动波形进行频谱分析的第1频谱分析部；对上述脉波检测器检测出的脉动波形进行频谱分析的第2频谱分析部；将上述第1频谱分析部分析的频谱分析结果与上述第2频谱分析部分析的频谱分析结果进行比较并生成上述体动除去脉波的体动除去部。
若按照本发明，第1频谱分析部对体动检测部检测出的体动波形进行频谱分析，第2频谱分析部对脉波检测器检测出的脉波波形进行频谱分析，对这些分析结果进行比较，据此，体动除去部可以正确地导出体动除去脉波波形。
(14)在上述脉波检测装置中，上述第1频谱分析部和上述第2频谱分析部最好使用FFT进行频谱分析。
(15)在上述脉波检测装置中，上述位置变更装置移动时，最好至少具有能进行FFT的最小单位时间以上的停止时间。
若按照本发明，能够在位置变更装置变更的各位置上可靠地进行FFT。
(16)在上述脉波检测装置中，上述第1频谱分析部和上述第2频谱分析部最好使用小波变换进行频谱分析。
(17)在上述脉波检测装置中，上述位置变更装置移动时，最好至少具有能进行小波变换的最小单位时间以上的停止时间。
若按照本发明，能够在位置变更装置变更的各位置上可靠地进行小波变换。
(18)在上述脉波检测装置中，上述体动除去装置最好具有对从上述脉波检测装置来的脉波波形进行频谱分析的频谱分析部和根据已除去了上述频谱分析部分析的频谱分析结果中的低频成分的频率成分生成上述体动除去脉波波形的体动分离部。
若按照本发明，体动除去装置通过由体动分离部从频谱分析部分析的频谱分析结果中将低频成分除去，能够生成体动除去脉波，以很高的概率几乎除去了频率比脉波波形的基波成分低的低频区内的由体动引起的成分。因此，可以不使用前面所述的体动除去装置所必需要的体动检测部和第1频谱分析部，通过简单的构成就能够生成体动除去脉波波形。
(19)在上述脉波检测装置中，上述体动分离部最好根据上述脉波检测装置检测出的脉波波形的基频去决定上述低频成分的频率上限。
若按照本发明，当因运动等而使脉搏频率上升时，脉波波形的基波成分的频率也随之上升，因运动中身体的活动剧烈故体动的频率成分也上升，根据这一点，体动分离部根据由脉波检测装置检测出的脉波波形的基频成分去决定要除去的低频成分的频率上限。因此，即使在因运动等引起的体动成分的频率上升的情况下，也能够以很高的概率除去体动成分。
(20)在上述脉波检测装置中，上述频谱分析部最好使用FFT或小波变换进行频谱分析。
(21)在上述脉波检测装置中，上述脉波检测器最好是光学式的脉波检测器，根据流过动脉周围血管的血流的光吸收特性去检测动脉周围血管的脉波。
根据本发明，因使用光学式脉波检测装置，不必象压力传感器式的脉被检测装置那样对检测部位施加压力，所以被测者无压迫感就可以检测脉波，同时因在多个位置检测脉波所以容易使脉被检测装置移动。
(22)在上述脉波检测装置中，上述脉波检测器其检测波长最好设定在300nm到700nm的波长区内。
若按照本发明，因将光学式的脉波检测器的检测波长设定在血液中所含的血红蛋白等的吸收率高的波长区、即300nm到700nm的波长区内，故脉波检测器检测的光的吸收量因血流量的不同而有很大的变化。因此，能够以很高的精度检测出脉波波形。
此外，因波长700nm以下的光难以透过身体的组织，故能够检测出位于比动脉浅的部位的动脉周围血管的脉波，而且，不容易受外界光的影响。
(23)在上述脉波检测装置中，进而具有检测位于上述动脉周围血管的大致中央部位的动脉的脉波的动脉脉波检测器，上述动脉脉波检测器最好设在与上述脉波检测器大致相同的位置，利用上述位置变更装置去改变它与上述检测部位之间的相对位置。
若按照本发明，检测位于动脉周围血管的大致中央部位的动脉的脉波的动脉脉波检测器设在与脉波检测器大致相同的位置，利用位置变更装置去改变它与检测部位之间的相对位置。因此，当利用位置变更装置使脉波检测器检测位于动脉周围的小动脉的脉波波形的位置移动时，动脉脉波检测器能够可靠地检测出大致位于小动脉的中心的动脉的脉波。
附图的简单说明图1是桡骨动脉的立体模型图。
图2是以模型的形式表示桡骨动脉、小动脉和毛细血管的位置的截面图。
图3是表示桡骨动脉的脉动的模式图。
图4是表示毛细血管、小动脉和边界区的脉波波形的图。
图5是表示第1实施例的脉波检测装置的电路构成的方框图。
图6是第1实施例的脉波检测部的电路图。
图7是第1实施例的极性检测部的电路图。
图8是表示第1实施例的脉波检测装置的外观的透视图。
图9是表示将第1实施例的脉波检测装置的装在手腕上的状态的透视图。
图10是表示第1实施例脉波波形和极性检测信号的关系的图。
图11是表示第2实施例的脉波检测装置的电路构成的方框图。
图12是表示第2实施例的自动位置变更机构的外观的正面图。
图13是表示脉波检测部的变形例的模式图。
图14是表示第3实施例的脉波检测装置的电路构成的方框图。
图15是表示第3实施例的脉波检测部和动脉脉波检测部的的模式图。
图16是表示第4实施例的脉波检测装置的电路构成的方框图。
图17是表示第4实施例的体动除去装置的构成例1的方框图。
图18是表示第4实施例的第1频谱分析部的详细构成的方框图。
图19是用来说明第4实施例的体动除去装置的构成例1的动作的时序图。
图20是表示在实施例4中期间Tc的脉波分析数据MKD的图。
图21是表示在实施例4中期间Tc的体动分析数据TKD的图。
图22是表示在实施例4中期间Tc的体动除去脉波分析数据MKDj的图。
图23是表示第4实施例的体动除去装置的构成例2的方框图。
图24是表示人体的动脉的图。
图25是表示变形例的脉波检测装置的外观构成的图。
图26是变形例的自动位置变更机构10的机械结构的图。
图27是在将光电反射型脉波检测装置装在手腕上的状态下截面图。
实施发明的最佳形态A、原理首先，说明本发明的小动脉脉波检测方法。再有，本例指的是检测包围桡骨动脉的小动脉的脉波。图1是桡骨动脉24的立体模型图。血液在内皮100中流动。内皮100被内膜101覆盖，在其外侧形成内弹性板102。在内弹性板102和外弹性板104之间形成内膜103。内膜103由紧密排起来的平滑肌构成。在外弹性板104的外侧形成外膜105，外膜105的内部形成小动脉AR。当桡骨动脉24收缩时，内弹性板102、外弹性板104强烈地起伏，当它门扩张时，便伸展成平板状。桡骨动脉就这样利用脉动来向组织供给血液，但桡骨动脉本身也需要供给血液。担任该任务的是小动脉AR。
此外，图2是以模型的形式表示桡骨动脉24、小动脉AR和毛细血管CA、CAp的位置的截面图。桡骨动脉24的内壁RA由内皮100和内膜101形成。如该图所示，在桡骨动脉24的内壁RA的外侧形成小动脉AR，此外，在皮肤S的内部形成许多毛细血管CA、CAp。在本例中，将位于桡骨动脉24的内壁RA和皮肤S之间的毛细血管CAp和位于离开桡骨动脉24的内壁RA的位置的毛细血管CA区别开来表示。毛细血管CA、CAp呈网状，将桡骨动脉送过来的血液供给各个角落的组织。因此，从桡骨动脉24检测出的脉波波形和从毛细血管CA检测出的脉波波形虽然在时间上多少有点延迟，但其极性是一致的。
因为桡骨动脉24流过心脏因收缩扩张而送出来的血流，所以，图3所示的脉动以8-16m/S的速度向末梢部行进。这里，当桡骨动脉24的内壁RA象位置X1那样因脉动而扩张时，其附近的小动脉AR和毛细血管CAp受桡骨动脉24的内壁RA的压迫而变为虚血状态。另一方面，对于象位置X2所示那样桡骨动脉24的内壁RA没有扩张的状态，因小动脉AR和毛细血管CAp没有受到桡骨动脉24的内壁RA的压迫，故流过正常的血流。
因此，桡骨动脉24的脉波波形和小动脉与毛细血管CAp的脉波波形其极性是反相的。另一方面，上述桡骨动脉24的脉波波形和从毛细血管CA的脉波波形的极性是一致的。因此，如图4所示的脉波波形那样，毛细血管CA的脉波波形和小动脉的脉波波形其极性是反相的。
当从手腕周围的皮肤S的上面测量很浅内部的脉波波形时，则如图2所示那样，有测量毛细血管CA的脉波波形的区域W1、W3和测量小动脉AR与毛细血管CAp的脉波波形的区域W2。这里，若从位置Xs向位置Xe(圆周方向)测量脉波波形，则在区域W2脉波波形的极性反相。因此，通过检测脉波波形极性反相的位置，就能够特定桡骨动脉的位置。
再有，在实际的脉波波形的检测时，在检测出毛细血管CA的脉波波形的区域和检测出小动脉AR与毛细血管CAp的脉波波形的区域的交界区域附近、即W1与W2的交界区域附近和W2与W3的交界区域附近，相位大致相同(严格地说，小动脉AR和毛细血管CAp的脉波波形相对毛细血管CA有点延迟)而极性相反的脉波波形被合成，从而出现相互抵消的波形。因此，如图4所示那样，在这些交界区，可以观察到反相过程中的脉波波形，是振幅非常小的微弱信号。若将这样的的状态也考虑进去，则在从手腕周围的皮肤S的上面检测很浅内部的脉波波形时，就能够特定被动脉周围的血管所包围的动脉位于可以得到该交界区域的波形或极性反相的波形的区域。
此外，在这样的位置范围内检测出的脉波波形是根据小动脉AR和周围的毛细血管CAp的血流检测出来的。这里，因为如上所述小动脉AR起到向桡骨动脉24供给血液的作用，故通过分析其脉波波形就能够正确把握桡骨动脉24的状态，例如，在动脉硬化的诊断和了解受精神的影响动脉的紧张程度方面可以发挥作用。
如以上说明的那样，本发明者从医学观点出发考察了毛细血管CA、CAp、桡骨动脉24的内壁RA和小动脉AR，根据该考察的结果开发了简易地检测出小动脉的脉波波形的脉波检测法。该脉波检测法的要点是，当使用可移动的脉波检测装置从身体的检测部位检测出脉波波形时，使用特定波长的光作为检测光，改变脉波检测器和检测部位的相对位置关系，使检测出的脉波波形的极性反相。
B.第1实施例下面，参照
本发明的第1实施例的脉波检测装置。
B1.脉波检测装置的构成B1-1电路构成图5是表示第1实施例的脉波检测装置的电路构成的方框图。作为该图所示的脉波检测器的脉波检测部1检测毛细血管CA、CAp和小动脉AR的脉波波形MH。脉波检测部1如图6所示由LED32(发光部)、光电晶体管33(受光部)等构成。在该图中，当开关SW呈on状态、加上电源电压时，从LED32射出光，经血管和组织反射后，被光电晶体管33接收，检测出脉波波形。这里，LED的发射光的波长选定在血液中血红蛋白的吸收波长峰值的附近。因此，接收光电平随血流量变化。从而，通过检测接收光的电平就能够检测脉波波形。
此外，作为LED，InGaN系(铟—镓—氮系)的蓝色LED较适合。蓝色LED的发光光谱具有例如450nm的发光峰值，其发光波长区是从350nm到600nm的范围。作为与具有这样的发光特性的LED对应的光电晶体管33之一，有本实施例使用的GaAsP系(镓—砷—磷系)的光电晶体管。该光电晶体管的受光波长区，例如其主感光区是在300nm到600nm的范围内，在300nm之下也存在感光区。当将这样的蓝色LED和光电晶体管组合起来时，在它们相重合的区域、即从300nm到600nm的波长范围内，可以检测脉波。这时，具有以下优点。
首先，象前面所述那样，如图2所示，小动脉AR从外侧将桡骨动脉的血管壁包围，此外，在桡骨动脉24的内壁RA和皮肤S之间形成毛细血管CAp。因此，假如，目的是为了检测小动脉AR和毛细血管CAp的脉波波形MH，而如果照射光到达桡骨动脉的内壁RA的内部，就把它的血流检测出来了。因为如上所述桡骨动脉24的脉波波形和毛细血管CA的脉波波形的极性一致，所以，当照射光到达桡骨动脉24的内部时，即使沿手腕圆周方向移动脉波检测部1，在桡骨动脉24的位置脉波波形MH的极性也不反相，则不能特定桡骨动脉24的位置。但是，波长700nm以下的光具有难以透过身体组织的倾向，只能到达皮肤表面以下2mm～3mm左右。此外，桡骨动脉24通常位于皮肤表面以下3mm以上较深的部位。因此，若将检测光的范围设定在300nm到600nm的波长范围，就可以不受桡骨动脉24的血流的影响，能够检测出毛细血管CA和小动脉AR及毛细血管CAp的脉波波形MH。
此外，同样，因外界光的波长在700nm以下的光具有难以透过身体组织的倾向，即使外界光照射了没有被遮光部分(后述的带子)覆盖的皮肤，也不能经过身体组织到达光电晶体管33，只有对检测没有影响的波长区的光才到达光电晶体管33。另一方面，比300nm长的波长区的光因几乎被皮肤表面吸收，即使受光波长区在700nm以下，实际上的受光波长区还是300nm～700nm。因此，即使不大面积地将检测部位覆盖也可以抑制外界光的影响。
此外，血液中血红蛋白对波长300nm到700nm的光的吸光系数大，与对波长880nm的光的吸光系数相比，要大几倍到大约100以上。因此，当象本例那样使用与血红蛋白的吸光特性相适应的吸光特性大的波长区(300nm到700nm)的光作为检测光时，其检测值因灵敏度经常随血流量的变化而变化，故能够提高基于血流量变化的脉波波形MH的信噪比。
作为位置变更装置的手动位置变更机构2是可以利用手动改变脉波检测部1相对桡骨动脉24的相对位置关系的机构。因在本例中手动位置变更机构2是机械结构，故关于这一点将在后面叙述。
作为极性检测装置的极性检测部3检测脉波波形MH的极性并输出极性检测信号KS。图7是极性检测部3的电路图。如图所示，极性检测部3由+V、-V电源电压供电的运算放大器30和电阻R1、R2构成。运算放大器30的输出经电阻R1、R2正反馈到其正输入端，由此构成滞后比较器。滞后比较器具有2个阈值L1、L2(L1＞L2)，当输入信号超过L1时其输出信号成为高电平，降到L2时成为低电平。在本例中，若设电阻R1、R2的电阻值为R1、R2，L1、L2由下式给出。
L1＝+V·R2/(R1+R2)L2＝-V·R2/(R1+R2)
因此，若脉波波形MH上升到阈值L1，极性检测信号KS成为高电平，若脉波波形MH下降到阈值L2，极性检测信号KS成为低电平。
作为通知装置的显示部4由液晶显示装置构成。在这里显示由极性检测部2检测出的极性、桡骨动脉24的脉波波形MH的振幅值和脉搏数等身体信息。极性例如由‘+’‘-’符号显示。因此，当被测者操作手动位置变更装置2时，由脉波检测部1检测出的脉波波形MH的极性便在显示部4上显示出来，所以，被测者可以知道极性反相的位置、即桡骨动脉24的位置。此外，8是身体信息生成部，根据脉波波形MH生成其振幅值、脉搏数等身体信息。
按照以上构成，当被测者操作手动位置变更装置2时，极性检测部3便检测出由脉波检测部1检测出的脉波波形MH的极性，并在显示部4上显示出来。桡骨动脉24的内壁RA周围的小动脉AR和毛细血管CAp的脉波波形与毛细血管CA的脉波波形的极性反相，所以，被测者可以将显示部4显示的极性反相的位置认为是桡骨动脉的位置。因此，可以将脉波检测部1定位在桡骨动脉24的上部，此外，当进行更正确的定位时，也可以通过使显示部4显示的脉波波形MH的振幅值最大来进行定位。
B1-2机械结构图8是表示本实施例的脉波检测装置的外观的透视图。如该图所示，本实施例的脉波检测装置具有手表的形状。该图所示的本体18放有上述极性检测部3和显示部4。此外，本体18还设有未图示的时钟IC，显示部4如图8所示那样显示时钟IC输出的时间信息。此外，进行各种操作的操作按钮11例如进行测定脉波的测定模式和显示时间的时钟模式的切换等。
此外，本体18还装有一副带子13a、13b，如图9所示，将它们缠在手腕上，使用规定的止动机构12进行固定，将其装在手腕上。14是可沿带子13a、13b移动的矩形截面的筒状滑动体，该滑动体14的内部设脉波检测部1。因该脉波检测部1是由光学传感器构成，故不象压力传感器那样具有突起，因此，进行定位时能够使滑动体14顺利地移动，被测者没有压迫感。此外，在脉波检测部1和本体18之间设有未图示电缆，由它传送已检测出的脉波波形MH。
B2.脉波检测装置的动作下面，说明第1实施例的脉波检测装置的动作。首先，将带子13a、13b缠在手腕上，用止动机构12进行固定。接着，通过操作操作按钮11设定定位模式。结果，从脉波检测部1的发光部(LED32)来的光照射在被测者的手腕上，其反射光由受光部(光电晶体管33)接收。如上所述，因血管内流动的血液具有吸收光的吸光特性，故受光部接收的反射光被流过毛细血管CA、CAp和小动脉AR的血液吸收，其光量衰减。该衰减量是血管中照射光穿过部位的血液容量的函数，即与流过毛细血管CA、CAp和小动脉AR的血液的脉波对应。
这里，滑动体14在图2所示的位置Xs上，它被一直移到到位置Xe。这时，利用脉波检测部1检测出的脉波波形MH还与滑动体14的移动速度有关，但若移动速度十分低，便成为图10中标有MH的脉波波形MH。再有，图10所示的L1、L2是极性检测部3使用的滞后比较器的阈值。
当脉波波形MH的振幅超过L1时，滞后比较器的输出为高电平，下降到阈值L2时变成低电平，所以，极性检测信号KS便成为图10中标有KS的波形。这里，极性检测信号KS为高电平的期间T1、T3与图2所示的区域W1、W3对应，另一方面，低电平期间T2与图2所示的区域W2对应。
这时，显示部4在T1、T3期间显示‘+’，在T3期间显示‘-，但因桡骨动脉24相对滑动体14的移动距离来说太细，故期间T2的时间很短。因此，被测者一边观察显示部4显示的极性一边移动滑动体14，由此可以知道桡骨动脉的位置。
这样，当滑动体14移到桡骨动脉24上之后，通过操作操作按钮11，可以设定脉波检测模式。这样一来，由脉波检测部1检测出的脉波波形MH的振幅值便显示在显示部4上。这里，被测者通过微调滑动体14的位置使脉波波形的振幅最大，能够更正确地知道小动脉AR的脉波波形MH。
B3、第1实施例的变形例(1)通知装置一例如前所述，若按照本实施例，通过显示告诉操作者脉波检测部1和小动脉AR的位置关系(脉波检测部1和桡骨动脉24的位置关系)，但也可以利用声音来告诉。即，也可以设置根据极性检测部3的极性检测信号KS进行发音的发音装置VO。而且，在发音装置中，例如构成为，通过根据极性检测信号KS的电平来改变音量、音调、音色等的声音属性来告诉脉波检测部1和小动脉AR的位置关系。此外，也可以通过使‘霹、霹、霹’电子声音的发音间隔变化来告诉操作者。
(2)脉波检测部1的定位方法一例如前所述，若按照本实施例，可以通过观察显示部4的显示来很好地设定位置，刚戴在手腕上的初始定位最好尽量在桡骨动脉的附近。因此，可以在带子13a上作出记号作为初定目标。即，如图9所示，以规定间隔在带子13a上刻上13m、13m……，记住滑动体14的初始定位是在哪个刻度上。接着，当把带子13a、13b缠在手腕上之后，将滑动体14的位置调整到该刻度上。这样一来，改变测量模式后，只需少量调整滑动体14即可，可以迅速进行测定。
C、第2实施例C1、脉波检测装置的构成图11是表示第2实施例的脉波检测装置的电路构成的方框图。本实施例设置自动位置变更机构10和控制部6去代替上述第1实施例的滑动体14(手动位置变更机构2)。
作为位置变更装置的自动位置变更机构10是沿手腕的圆周方向(与桡骨动脉24正交的方向)驱动脉波检测部1的装置，利用控制部6进行驱动。控制部6根据极性信号KS生成脉冲驱动信号DS，使脉波检测部1位于极性反相区间的中央。
这里，图12是表示自动位置变更机构10的外观的正面图(皮肤一侧)。带子13b的位置如图所示。自动位置变更机构10的内部由线性脉冲电机构成，图中的10b是滑块。该线性脉冲电机利用脉冲驱动信号DS改变内部线圈的激励条件，以一定的间隔正确地进行直线步进。滑块10b在皮肤一侧设可动部10c，在该可动部10c上安装脉波检测部1。可动部10c可以在图面左右方向沿槽10a以1cm左右的行程自由移动。
C2、脉波检测装置的动作在上述结构中，当设定定位模式时，控制部6输出驱动信号DS，使自动位置变更机构10初始化。具体地说，使图12所示的可动部10c移动到槽10a的右端。
然后，控制部6控制自动位置变更机构10，使可动部10c以一定的速度从右到左移动。这时，可动部10c的移动速度设定成能够检测出脉波波形MH的反相。当可动部10c开始移动时，极性检测部3便根据脉波检测部1来的脉波波形MH检测极性，并生成极性信号KS。
当将极性信号KS供给控制部6时，控制部6控制可动部10c，使其向左右方向移动直到极性信号KS反相。桡骨动脉24内壁RA的血管直径相对可动部10c的行程(1cm)是很小的，此外，自动位置变更机构10相对带子13b的安装位置设定成使自动位置变更机构10的中心大致与桡骨动脉24一致。因此，在可动部10c初始化时，脉波检测部1恰好位于桡骨动脉24的上部的情况是稀少的，可动部10c初始化时位于图2所示的位置Xs。因此，当可动部10c从初始化位置开始移动时，首先，利用脉波检测部1检测出毛细血管CA的脉波波形MH。接着，当可动部10c进一步移动时，检测出小动脉AR和毛细血管CAp的脉波波形MH。这里，毛细血管CA的脉波波形MH与小动脉AR和毛细血管CAp的脉波波形MH的极性反相，所以，当极性信号KS反相时，可动部10c位于桡骨动脉24的左端上部。
控制部6检测到极性信号KS的反相时，开始对脉冲驱动信号DS的脉冲个数进行计数，直到极性信号KS的极性再反相。极性信号KS的再反相是在脉波检测部1检测出的脉波波形MH从小动脉AR和毛细血管CAp过渡到毛细血管CA的时间。即，在该时刻，可动部10c位于桡骨动脉24的右端上部。
然后，控制部6将计数的脉冲驱动信号DS的脉冲个数减半，生成脉冲驱动信号DS，使可动部10c向相反方向移动该脉冲数。由此，可以使可动部10c移动到桡骨动脉24的正上方，可以高精度地检测小动脉AR的脉波波形MH。
根据上述动作的结果，可以将脉波检测部1控制在脉波波形MH最大的位置。在本实施例中，与利用压力传感器定位的装置(例如，美国专利No.4951679)不同，在定位时，不是将脉波检测部1按压在表皮上，所以，只要很小的力就可使可动部10c沿手腕表皮移动。因此，一般的线性脉冲电机的力矩就足以进行伺服控制。此外，根据动脉血管的直径，若可动部10c的移动距离、即行程是1cm左右，足可以找到脉波检测部1的最佳位置。
C3、第2实施例的变形例(1)在第2实施例中，也可以省略显示部4的振幅值显示。这是因为，装置利用伺服机构自动地使脉波检测部1处于最佳位置，使用者不必监视振幅值。只是，若用显示部4显示振幅值，可以知道伺服机构的工作状况，此外，假如伺服机构发生故障时，可以利用手动使脉波检测部1处于最佳位置。
(2)在第2实施例中，将脉波检测部1检测出的脉波波形MH的振幅值供给控制部6(参考图11中的虚线)，也可以根据该振幅值和极性信号KS生成脉冲驱动信号DS。这时，当控制部6知道极性信号KS反相时，便检测出桡骨动脉24的血管组织内部形成的小动脉AR的脉波波形MH。然后，控制部6使可动部10c左右移动1个间距，判断脉波波形MH的振幅值是否最大。若是最大，再移动1个间距，测定振幅值是否最大，以后同样，使其向右移动，当振幅值变小时，则向左返回1个间距，移动结束。上述动作的结果，将脉波检测部1控制在脉波波形MH的振幅是最大的位置上。
但是，在跑步等运动中，缠在手腕上的带子有时会因手腕的摆动而引起错位。这时，脉波检测部1的位置便偏离桡骨动脉的正上方，使脉波波形MH的信噪比的降低。因此，也可以在控制部6中，检测到脉波波形MH的振幅值从过去的平均振幅值降低并超出某个值，并以此作为触发信号，根据上述振幅值改变脉波检测部1的位置。
(3)上面，通过利用自动位置变更机构10使脉波检测部1相对检测部位移动，使用脉波检测部1检测出多个位置的脉波波形。但是，作为与图12对应的变形例，如图13所示，将多对发光元件和受光元件排列成矩阵形状形成脉波检测部46，通过可以控制使用某一对发光元件和受光元件就能够检测出多个位置上的脉波波形。这时，可以不要自动位置变更机构10，只要控制部6具有控制选择设在脉波检测部46的多对发光元件和受光元件中的某一对的功能就行。
D、第3实施例
D1、脉波检测装置的构成图14是表示第3实施例的脉波检测装置的电路构成的方框图。本实施例除脉波检测部1之外还设有动脉脉波检测部62，身体信息生成部8输入动脉脉波检测部62来的信息并生成身体状态信息，显示部4在显示该身体信息这一点上与第2实施例的脉波检测装置40不同。除此之外，与第2实施例相同，故省略其说明。此外，图中，与第2实施例对应的部分附加相同的符号。
本实施例的脉波检测部1和动脉脉波检测部62设在第2实施例中的图12所示的脉波检测部1的位置，如图15所示，相互毗邻，大致设在同一个位置上。这些脉波检测部1和动脉脉波检测部62，无论哪一个都与第2实施形态一样装有可动部10c。因此，脉波检测部1和动脉脉波检测部62与第2实施例移动脉波检测部1的情况一样，利用自动位置变更装置10改变它与要检测的部位之间的相对位置。
动脉脉波检测部62检测大致位于小动脉AR的中央的动脉、例如桡骨动脉24的脉波波形MHa(参照图2)。动脉脉波检测部62的构成例如包含LED或EL等(发光部)和光电晶体管(受光部)。在动脉脉波检测部62中，作为动脉脉波检测部62的感光区、即发光部的发光波长区与受光部的感光区相重叠的区域的选择标准是，能够主要检测动脉中的血红蛋白的光吸收，该动脉的深度(从皮肤往下)例如是与桡骨动脉24的位置对应的深度。因此，受光电平与动脉、例如桡骨动脉24的血流量对应变化。因此，通过检测受光电平，可以检测出动脉、例如桡骨动脉的脉波波形。
D2、脉波检测装置的动作具有上述构成的脉波检测装置60在设定定位模式时，控制部6输出驱动信号DS，使自动位置变更机构10初始化。具体地说，使图12所示的可动部10c移到槽10a的右端。
然后，控制部6控制自动位置变更机构10，使可动部10c以一定的速度从右向左移动。这时，可动部10c的移动速度设定成能够检测出脉波检测部1检测出的脉波波形MH的反相。当可动部10c开始移动时，极性检测部3便根据脉波检测部1来的脉波波形MH检测极性，并生成极性信号KS。
当将极性信号KS供给控制部6时，控制部6控制可动部10c，使其向左方向移动直到极性信号KS反相。桡骨动脉24内壁RA的血管直径相对可动部10c的行程(1cm)是很小的，此外，自动位置变更机构10相对带子13b的安装位置设定成使自动位置变更机构10的中心大致与桡骨动脉24一致。因此，在可动部10c初始化后位于槽10a的右端时，脉波检测部1或动脉脉波检测部62恰好位于桡骨动脉24的上部的情况是稀少的，因此，当可动部10c初始化时位于图2所示的位置Xs且可动部10c从初始化位置开始移动时，首先，利用脉波检测部1检测出毛细血管CA的脉波波形MH。接着，当可动部10c进一步移动时，利用脉波检测部1检测出小动脉AR和毛细血管CAp的脉波波形MH，利用动脉脉波检测部62检测桡骨动脉24的脉波。如前所述，毛细血管CA的脉波波形MH与小动脉AR和毛细血管CAp的脉波波形MH的极性反相，所以，当极性信号KS反相时，可动部10c位于桡骨动脉24的右端上部。
控制部6检测到极性信号KS的反相时，开始对脉冲驱动信号DS的脉冲个数进行计数，直到极性信号KS的极性再反相。极性信号KS的再反相是在脉波检测部1检测出的脉波波形MH从小动脉AR和毛细血管CAp过渡到毛细血管CA的时刻。即，在该时刻，可动部10c位于桡骨动脉24的左端上方。
然后，控制部6将计数的脉冲驱动信号DS的脉冲个数减半，生成脉冲驱动信号DS，使可动部10c向相反方向移动该脉冲数。由此，可以使可动部10c移动到桡骨动脉24的正上方，动脉脉波检测部62在该位置可以以高的信噪比可靠地检测出桡骨动脉24的脉波波形MHa。
E第4实施例上述各实施例检测由脉波检测部1检测出的脉波波形MH的极性，根据该检测结果对脉波检测部1的位置进行定位。但是，在运动时，由于流过毛细血管CA、CAp和小动脉AR的血流受身体运动的影响，脉波波形MH上叠加了体动成分，脉波波形MH的振幅产生很大的变动而与脉动无关。这时，若根据脉波检测部1的输出判断极性，有时会受身体运动的影响而不能正确地判断极性。因此，在第4实施例中，在除去体动成分之后再检测极性，所以，即使身体运动也能正确地进行脉波检测部1的定位。
图16示出第4实施例的脉波检测装置65的电路构成。该脉波检测装置65的电路构成除了在脉波检测部1和极性检测部3之间设有体动除去装置7这一点之外，与上述第2实施例的脉波检测装置相同。体动除去装置7从脉波波形MH中除去体动波形后生成体动除去脉波波形MHj。作为体动除去装置的具体构成，有以下构成例子。
E1、体动除去装置的构成例1图17是示出体动除去装置7的构成例1的方框图。该图示出的体动检测部70设在主机18(参照图8)的内部，由加速度传感器等构成。使用体动检测部70检测表示身体运动的体动波形TH。
此外，第1频谱分析部71对体动波形TH进行频谱分析，生成体动分析数据TKD。另一方面，第2频谱分析部72对脉波波形进行频谱分析，生成脉波分析数据MKD。频谱分析方法除了FFT(快速付里叶变换)之外，还有小波变换等。本例是将小波变换作为一个例子进行说明。
一般，在从时间和频率两方面同时捕捉信号的时间频率分析中，小波成为截取信号部分的单位。小波变换表示由该单位截取的信号各部分的大小。为了定义小波变换，作为基本函数将时间和频率都定域化了的函数ψ(x)作为母小波函数导入。这里，函数f(x)的母小波函数ψ(x)变换定义如下。(Wψf)(b,a)=∫-∞∞1aψ(x-ba)f(x)dx---(1)]]>式(1)中的b是进行母小波函数ψ(x)变换(平行移动)所用的参数，另一方面，a是进行尺度伸缩(伸缩)所用的参数。因此，式(1)中小波ψ((x-b)/a)只是将母小波函数ψ(x)平行移动了b并以尺度参数a进行伸缩的结果。这时，因为母小波函数ψ(x)的宽度与尺度参数a对应延伸，所以，1/a是与频率对应的量。
这里，说明第1频谱分析部71的详细构成。图18是表示第1频谱分析部71的详细构成的方框图。再有，第2频谱分析部72和第1频谱分析部71的构成相同。该第1频谱分析部71是进行上述式1的运算处理的结构，供给时钟CK，以时钟周期进行运算。如图所示，第1频谱分析部71由存储母小波函数ψ(x)的基本函数存储部W1、利用尺度参数a进行变换的尺度变换部W2、缓冲存储器W3、进行平移变换的平行移动部W4和乘法运算部W5构成。再有，作为存储在基本函数存储部W1中的母小波函数ψ(x)除了Gabor(ガボ一ル)小波之外，墨西哥草帽(メキシカンハツト)小波、Haar小波、Meyer小波和Shannon小波等也适用。
首先，当从基本函数存储部W1读出母小波函数ψ(x)时，尺度变换部W2进行尺度参数a的变换。这里，因尺度参数a是与周期对应的参数，所以，当a变大，母小波函数ψ(x)便在时间轴上延伸。这时，因存储在基本函数存储部W1中的母小波函数ψ(x)的数据量一定，故当a变大则单位时间的数据量减少。尺度变换部W2进行内插处理来弥补上述不足，同时，当a变小时进行剔除处理，然后生成函数ψ(x/a)。该数据暂时存放在缓冲存储器W3中。
其次，平行移动部W4以与变换参数b对应的时序从缓冲存储器W3读出函数4(x/a)，由此生成将函数ψ(x/a)平行移动了的函数ψ(x-b/a)。
其次，经未图示的A/D变换器对体动波形TH进行A/D变换得到体动波形数据THD，并将其送给乘法运算部W5。乘法运算部W5将变量1/a1/2与函数ψ(x-b/a)和体动波形数据THD相乘来进行小波变换，并生成体动分析数据TKD。在该例中，体动波形数据TKD将频率域分割成0Hz～0.5Hz、0.5Hz～1.0Hz、1.0Hz～1.5Hz、1.5Hz～2.0Hz、2.0Hz～2.5Hz、2.5Hz～3.0Hz、3.0Hz～3.5Hz、3.5Hz～4.0Hz进行输出。再有，第2频谱分析部72的构成与第1频谱分析部71一样。
其次，图17所示的体动除去部73从脉波分析数据MKD中减去体动分析数据TKD，并生成体动除去脉波分析数据MKDj。并伴此进行逆小波变换和D/A变换并生成体动除去脉波波形MHj。逆小波变换与上述小波变换具有相补的关系，因此，可以从下面式(2)的运算得到。
这里，参照附图说体动除去装置的构成例1的动作。在该例中，设想使用者用手举起杯子，然后把它放回原来的位置。这时，假定图19所示的脉波波形MH是由脉波检测部1检测出来的，同时，图19所示的体动波形TH是由体动检测部70检测出来的。
这里，体动波形TH从时刻T1开始增加，在时刻T2达到正的峰值，此后，逐渐减小，在时刻T2通过0电平，在时刻T3达到负的峰值，在时刻T4回到0电平。但是，因体动波形TH由加速度传感器等检测出来的，故时刻T3与使用者将杯子举到最高的时刻对应，时刻T1与开始上举的时刻对应，时刻T4与上举结束的时刻对应。因此，从时刻T1到时刻T4的期间是存在体动的期间。再有，假定脉波波形MHj是没有体动时的脉波波形。此外，在该例中，脉波波形MH的基波频率为1.3Hz。
下面，参照图20～图22说明图19所示的期间Tc中的脉波检测装置的动作。图20示出Tc期间脉波分析数据MKD，图21示出Tc期间体动分析数据TKD。从该图可以判断在体动波形TH上存在0.0Hz～1.0Hz频率范围内的电平较大的频率成分。
当脉波分析数据MKD和体动分析数据TKD送给体动除去部73时，体动除去部73从脉波分析数据MKD中减去体动分析数据TKD，生成图22所示的体动除去脉波分析数据MKDj。因此，即使有体动存在，也可以消除该影响从而得到体动除去脉波分析数据MKDj。
然后，体动除去部73对体动除去脉波分析数据MKDj进行逆小波变换并生成图21所示的体动除去脉波分析数据MHj。
在这样的构成例1中，根据由体动检测部70检测出的体动波形TH将重叠在脉波波形MH上的体动成分除去并生成体动除去脉波波形MHj，所以，即使有手腕摆动等身体运动，也可以正确地检测出桡骨动脉24的位置。本例很适合对自动位置变更机构10进行反馈控制使脉波检测中的脉波波形MH的振幅值最大的情况。
E2、体动除去装置的构成例2
在构成例1中，利用体动检测部70检测出体动波形TH，对体动波形TH实施小波变换。接着，将脉波波形MH的小波变换结果与体动波形TH的小波变换结果进行比较，将包含在脉波波形MH的频率成分中体动成分消除并生成体动除去脉波波形MHj。但是，在构成例1中，需要体动检测部70和第1频谱分析部71，所以，结构复杂。构成例2是鉴于这一点提出的。再有，在以下说明中，把小波变换作为频谱分析的一个例子进行说明，与构成例1一样，当然也可以用FFT去代替小波变换。
图23是表示体动除去装置7的构成例2的方框图。在该例中，体动除去装置7由第2频谱分析部72和体动分离部74构成。第2频谱分析部72与构成例1相同。体动分离部74从脉波分析数据MKD中将体动成分分离除去并生成体动除去脉波波形MHj。体动分离部74利用下面所示的体动的性质。
体动是由手腕的上下运动和行走时手腕的摆动产生的，但在日常生活中，几乎没有身体瞬间活动的情况。因此，在日常生活中体动波形TH的频率成分不太高，通常在0Hz～1Hz的范围内。此外，脉波波形MH的基波频率多数在1Hz～2Hz的范围内。因此，在日常生活中，体动波形TH的频率成分是在比脉波波形MH的基波频率低的频率范围内。
另一方面，在缓慢运动中，由于受手腕摆动等影响，体动波形TH的频率成分有点高，但因心跳随运动量增加，故脉波波形MH的基波频率也同时变高。因此，即使在运动中，通常体动波形TH的频率成分是在比脉波波形MH的基波频率低的频率范围内。
体动分离部74是根据这一点来分离体动成分的，其结构特征是忽略比脉波波形MH的基波成分还低的频率区。这时，当在比脉波波形MH的基波成分高的频率区存在体动成分时，脉象的检测精度降低。但是，如上所述，体动成分在比脉波波形MH的基波频率还低的频率范围内的概率高，所以，能够以高的精度除去体动成分。即，体动分离部74是根据除去了频谱分析结果中的低频成分的频率成分来生成体动除去脉波波形MHj的。
在图23中，波形整形部741对脉波波形MH进行波形整形，生成与脉波波形MH同步的复位脉冲。计数器742对同步脉冲计数，利用上述复位脉冲使计数值复位。此外，平均值计算电路743算出计数器742的计数值的平均值。该平均值与脉波波形MH的平均周期对应。因此，若参照平均值就能够知道脉波波形MH的基波频率。
其次，置换电路744根据上述平均值去特定包含脉波波形的基波频率的频率范围。例如，当上述平均值是0.71秒时，基波频率为1.4Hz，所以被特定的频率范围成为1Hz～1.5Hz。然后，置换电路744将不到特定频率范围的频率区域内的脉波分析数据MKD置换成‘0’并生成体动分离脉波数据TBD。因此，比脉波波形MH的基波频率低的频率区域的成分被忽略了。这时，脉波成分与体动成分一起也被置换成‘0’了，但因脉波波形MH的特征部分存在于比基波频率高的频率区域内，故即使被置换成‘0’但对最终得到的体动除去脉波波形MHj几乎没有影响。接着，逆变换部745对体动分离脉波数据TBD进行逆小波变换并生成体动除去脉波波形MHj。
在这样的构成例2中，不使用体动检测部70和第1频谱分析部71，利用体动分离部74生成体动除去脉波波形MHj，所以，能够以简单的结构正确地检测出桡骨动脉24的位置。本例与构成例1一样，很适合对自动位置变更机构10进行反馈控制使脉波检测中的脉波波形MH的振幅值最大的情况。
E3、第4实施例的变形例(1)在上述第4实施例中，和第2实施例一样将具有自动位置变更机构10的脉波检测装置作为一个例子进行了说明，但对第1实施例已说明过的具有手动位置变更机构2的脉波检测装置当然也可以使用体动除去装置7。
(2)在上述第4实施例中，小波变换的输出在各频率域和时间域之间存在一定的关系，所以，与分割的频率区域对应来决定检测时间。因此，最好以检测时间为单位间歇驱动自动位置变更部10。此外，当作为频谱分析的方法使用FFT时，最好以能进行FFT的检测时间为单位间歇驱动自动位置变更部10。
F、变形例本发明不限于上述各实施例，可以有下述各种变形例。
(1)在上述各实施例中，作为身体检测脉波的部位，以手腕的桡骨动脉为例进行了说明，但因为本发明的目的是检测动脉血管组织内部形成的小动脉的脉波波形，所以身体检测脉波的部位不限于手腕的桡骨动脉。即，如图24所示，人体有各种动脉，如果与检测部位对应改变上述脉波检测装置的形态，就可以对各种动脉或包围该动脉的小动脉的位置进行定位，可以正确地检测脉波波形。
例如，在检测脖子的颈动脉的脉波波形MH时，可以是图25所示那样的构成。图中，弧状安装部80能够装在西服领子的内侧。在该安装部80的内侧安装自动位置变更机构10。从自动位置变更机构10引出接线与控制盒35连接。控制盒35设有显示部4和极性检测部3。控制盒35的大小例如设计成可以装在西服口袋里。按照上述构成的实施例的动作与上述第2实施例一样。
此外，也可以象第1实施例那样构成为不用自动位置变更机构10而利用手动来使脉波检测部1移动。此外，作为用来检测颈动脉的脉波的安装部80不光是上述那样的形状，也可以是象项链那样的形状、领带圈的形状或项圈那样的形状。
(2)在上述各实施例中，作为脉波检测部1的一个例子举出了光学式传感器的例子，但只要能够检测从皮肤开始的深度在规定范围内的血管的脉波，本发明对此不作限定，例如也可以使用超声波传感器或压力传感器。此外，作为光学式传感器也不限于反射型传感器，可以使用透过型传感器。
(3)在上述各实施例中，根据脉波检测部1检测出的脉波波形MH的极性去检测小动脉的位置，但也可以另外准备与脉波检测部1不同的用于检测小动脉的位置的传感器。
(4)第2、第4实施例使用的自动位置变更机构10采用了线性脉冲电机的构成，但也可以利用机械装置去驱动可动部10c。这种情况的一个例子示于图26。在图26中，圆头螺栓50安装在电机M的轴上，使它们的轴心一致。在基底部件10f上安装受光部2，再将圆头螺栓50拧紧。当圆头螺栓转动时，基底部件10f按照旋转方向在图面左右方向上移动。此外，该移动量与圆头螺栓旋转量成正比。另外在可动部10c上设置脉波检测部1。按照上述构成，自动位置变更机构10驱动可动部10，使其沿手腕的圆周方向(与桡骨动脉正交的方向)移动。
这时，与第2实施例一样，因可动部10c不按压表皮，故使其沿手腕表皮移动的力只要一点点就行了。因此，一般的超小型电机的力矩足以进行伺服控制。此外，若可动部10c的移动距离是1cm左右，就足可以找到最佳位置。
(5)在上述各实施例及变形例中，也可以在滑动体14的端部设置图27所示的按压脚部84a、84b。再有，图27是在将光电反射型脉波检测装置装在手腕的状态下的截面图。在该图中，装在本体18的两端的腕带13a、13b缠在被测者的手腕上，利用固定零件12将它们互相连接起来。再有，利用固定零件12可以调节腕带13a、13b的长度，即可以调节系在手腕上的力。
光学式脉波检测部1固定在腕带13a的里面(与手腕相对的面)，脉波检测部1的结构是将发送部和接收部作成一体。脉波检测部1接受腕带13a、13b所加的缠绕力并按压桡骨动脉正上方的表皮。
在腕带13a上安装按压脚部84a、84b，使其向里面突出，使至少一个按压脚部84a、84b可以沿腕带13a的圆周方向移动，而且能够停在移动后的位置上。
这时，因按压脚部84a、84b使桡骨动脉24两侧弹性高(柔软的)的表面凹陷，故能够容易使脉波检测部1定位在桡骨动脉24的正上方。此外，可动部10c的前端比按压脚部84a、84b的前端的位置更靠上方，故能够简单地将比其它组织弹性低的(硬的)桡骨动脉24定位在按压脚部84a、84b之间。
因此，通过将这样的按压脚部84a、84b设在滑动体14(参照图8)的端部来进行粗略定位，然后，通过利用滑动体14进行精密定位，能够容易进行正确的定位，能够提高脉波信号的信噪比。
再有，桡骨动脉24通常位于皮肤之下3mm左右的位置，所以，也可以只使用按压脚部84a、84b按压皮肤并进行定位。这时，与使用滑动体14和按压脚部84a、84b的情况比较，信噪比多少有些降低，但实用上没有问题。
(6)在上述第1实施例中，利用极性检测部3检测从脉波检测部1来的脉波波形MH的极性，并将其在显示部4上显示出来，但也可以直接将脉波波形MH显示在作为脉波波形显示装置的显示部4上。这时，当脉波检测部1位于桡骨动脉24的上面时，因显示部4显示的脉波波形是反相的，故被测者能够进行脉波检测部1的定位。此外，这时，也可以利用身体信息生成部8检测脉波波形MH的振幅，并利用数值或条形图将该振幅值在显示部4上显示出来。
权利要求
1.一种脉波检测方法，使用根据流过动脉周围的血管的血流去检测脉波波形的脉波检测器检测脉波，其特征在于，利用上述脉波检测器在多个位置检测脉波波形，检测已利用上述脉波检测器检测出的脉波波形的极性，将在从上述极性反相的位置开始到返回原来极性的位置为止的位置范围内检测出的上述脉波波形作为动脉周围血管的脉波波形检测出来。
2.一种脉波检测方法，其特征在于，使用根据流过动脉周围的血管的血流去检测脉波波形的脉波检测器在多个检测位置上检测脉波波形，检测已利用上述脉波检测器检测出的脉波波形的极性，在从上述极性反相的位置开始到返回原来极性的位置为止的位置范围内，检测位于上述动脉周围的血管的大致中央部位的上述动脉的脉波。
3.一种动脉位置检测方法，使用根据流过动脉周围血管的血流检测脉波波形的脉波检测器检测上述动脉位置，其特征在于，利用上述脉波检测器在多个位置检测脉波波形，检测已利用上述脉波检测装置检测出的脉波波形的极性，在从上述极性反相或处于反相过程中的位置开始到返回原来极性的位置为止的位置范围内检测上述动脉的存在。
4.一种脉波检测装置，其特征在于，包括在多个位置上从身体的检测部位检测动脉周围血管的脉波波形的脉波检测器和显示上述脉波波形的脉波波形显示装置。
5.一种脉波检测装置，其特征在于，包括在多个位置上从身体的检测部位检测动脉周围血管的脉波波形的脉波检测器、检测从上述脉波检测装置输出的脉波波形的极性的极性检测装置和通知上述极性检测装置的检测结果的通知装置。
6.权利要求5所述的脉波检测装置，其特征在于，进而具有位置变更装置，改变上述脉波检测装置和上述检测部位的相对位置。
7.权利要求6所述的脉波检测装置，其特征在于，上述位置变更装置是在从利用上述极性检测装置检测出的极性反相的位置开始到返回原来极性的位置为止的位置范围内改变上述脉波检测器和上述检测部位的相对位置。
8.权利要求5至7所述的脉波检测装置，其特征在于，具有体动除去装置，从利用上述脉波检测器检测出的脉波波形中除去因体动引起的成分并生成体动除去脉波波形，上述极性检测装置根据上述体动除去脉波波形检测极性。
9.一种脉波检测装置，其特征在于，包括在多个位置上从身体的检测部位检测动脉周围血管的脉波波形的脉波检测器、检测从上述脉波检测器输出的脉波波形的极性的极性检测装置、检测从上述脉波检测器输出的脉波波形的振幅的振幅检测装置、和通知上述极性检测装置的检测结果及上述振幅检测装置的检测结果的通知装置。
10.一种脉波检测装置，其特征在于，包括在多个位置上从身体的检测部位检测动脉周围血管的脉波波形的脉波检测器、检测从上述脉波检测器输出的脉波波形的极性的极性检测装置、和改变上述脉波检测器和上述检测部位的相对位置使上述脉波检测器位于从利用上述极性检测器检测出的极性反相的位置开始到返回原来极性的位置为止的位置范围的大致中央部位的位置变更装置。
11.一种脉波检测装置，其特征在于，包括在多个位置上从身体的检测部位检测动脉周围血管的脉波波形的脉波检测器、检测从上述脉波检测器输出的脉波波形的极性的极性检测装置、检测从上述脉波检测器输出的脉波波形的振幅的振幅检测装置、和改变上述脉波检测器和上述检测部位的相对位置、使上述脉波检测器位于从利用上述极性检测器检测出的极性反相的位置开始到返回原来极性的位置为止的位置范围内、且使上述振幅检测装置检测出的振幅接近最大的位置变更装置。
12.权利要求9或11所述的脉波检测装置，其特征在于，具有体动除去装置，从利用上述脉波检测装置检测出的脉波波形中除去因体动引起的成分并生成体动除去脉波波形，上述极性检测装置根据上述体动除去脉波波形检测极性，上述振幅检测装置根据上述体动除去脉波波形检测振幅。
13.权利要求8或12所述的脉波检测装置，其特征在于，上述体动除去装置具有检测上述身体的体动的体动检测部；对上述体动检测部检测出的体动波形进行频谱分析的第1频谱分析部；对上述脉波检测器检测出的脉动波形进行频谱分析的第2频谱分析部；将上述第1频谱分析部分析的频谱分析结果与上述第2频谱分析部分析的频谱分析结果进行比较并生成上述体动除去脉波的体动除去部。
14.权利要求13所述的脉波检测装置，其特征在于，上述第1频谱分析部和上述第2频谱分析部使用FFT进行频谱分析。
15.权利要求14所述的脉波检测装置，其特征在于，上述位置变更装置移动时，至少具有能进行FFT的最小单位时间以上的停止时间。
16.权利要求13所述的脉波检测装置，其特征在于，上述第1频谱分析部和上述第2频谱分析部使用小波变换进行频谱分析。
17.权利要求16所述的脉波检测装置，其特征在于，上述位置变更装置移动时，至少具有能进行小波变换的最小单位时间以上的停止时间进行移动。
18.权利要求8或12所述的脉波检测装置，其特征在于，上述体动除去装置具有对从上述脉波检测装置来的脉波波形进行频谱分析的频谱分析部和根据已除去了上述频谱分析部分析的频谱分析结果中的低频成分的频率成分并生成上述体动除去脉波波形的体动分离部。
19.权利要求18所述的脉波检测装置，其特征在于，上述体动分离部根据上述脉波检测装置检测出的脉波波形的基频去决定上述低频成分的频率上限。
20.权利要求18或19所述的脉波检测装置，其特征在于，上述频谱分析部使用FFT或小波变换进行频谱分析。
21.权利要求4至20任一项所述的脉波检测装置，其特征在于，上述脉波检测器是光学式的脉波检测器，根据流过动脉周围血管的血流的光吸收特性去检测动脉周围血管的脉波。
22.权利要求21所述的脉波检测装置，其特征在于，上述脉波检测器其检测波长设定在300nm到700nm的波长区内。
23.权利要求6至22所述的脉波检测装置，其特征在于，进而具有检测位于上述动脉周围血管的大致中央部位的动脉的脉波的动脉脉波检测器，上述动脉脉波检测器设在与上述脉波检测器大致相同的位置，利用上述位置变更装置去改变它与上述检测部位之间的相对位置。
全文摘要
操作手动位置变更机构(2),光学式脉波检测部(1)一边沿手腕的圆周方向移动一边从皮肤上检测出脉波波形MH。在皮肤内部形成包围毛细血管和桡骨动脉的小动脉,毛细血管的脉动和小动脉的脉动的极性反相。当极性检测部(3)输出表示极性的极性检测信号KS时,该极性在显示部(4)上显示。因此,被测者通过一边观察显示部(4)一边操作手动位置变更机构(2),能够将脉波检测部(1)定位在包围动脉的小动脉上,由此,能够以很好的信噪比检测出脉波波形MH。此外,能够特定动脉的位置并检测出小动脉的脉波波形而不使被测者有压迫感。
文档编号A61B5/024GK1243425SQ98801858
公开日2000年2月2日 申请日期1998年11月19日 优先权日1997年11月19日
发明者天野和彦, 上马场和夫, 石山仁 申请人:精工爱普生株式会社